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绪论 1

0.1 加速器中的电磁场计算问题 1

0.2 加速器电磁场计算方法发展概况 3

0.3 本书的安排 5

参考文献 6

上篇 电磁场数值计算 7

第1章 电磁场的基本理论 7

1.1 电磁场的基本定律和基本方程 7

1.2 标量位及其微分方程 10

1.3 矢量磁位 12

1.4 波动方程 16

1.5 边界条件与边值关系 17

练习题与思考题 21

参考文献 21

2.1 有限差分法基本概念 22

第2章 有限差分法 22

2.2 平行平面场中拉普拉斯方程和泊松方程的差分格式 23

2.3 轴对称场中拉普拉斯方程和泊松方程的差分格式 25

2.4 边界条件与边值关系的离散化 28

2.5 差分方程求解实例 33

2.6 准泊松方程的差分离散格式 36

2.7 非线性代数方程组的解法 40

2.8 场强与电磁积分量的计算 42

2.9 时变电磁场的差分格式 43

练习题与思考题 51

参考文献 53

第3章 有限元法基础 54

3.1 变分法基本概念 54

3.2 泛函的离散化与线性插值函数 60

3.3 平行平面场中拉普拉斯方程与泊松方程的有限元方程组 68

3.4 轴对称场中泊松方程的有限元方程组 77

3.5 定态时变场的有限元分析 81

3.6 有限元方程组的求解 88

3.7 有限元法计算实例 92

3.8 有限元素的自动剖分 98

3.9 现代通用程序介绍 109

练习题与思考题 120

参考文献 121

第4章 积分方程法 123

4.1 电流场量的积分方程 123

4.2 积分方程法的物理概念和基本公式 128

4.3 平行平面场中积分方程法计算恒定磁场公式 130

4.4 轴对称场中积分方程法计算恒定磁场公式 135

4.5 轴对称静电场计算的电荷密度法 141

4.6 积分方程法与微分方程法的比较 145

练习题与思考题 147

参考文献 148

第5章 磁场多极矩分析 149

5.1 二维恒定磁场的多极矩分析 149

下篇 电磁铁设计 149

5.2 超导磁铁多极磁场的产生 156

练习题与思考题 159

参考文献 159

第6章 电磁铁设计 160

6.1 电磁铁设计的一般原则及要求 160

6.2 回旋加速器电磁铁设计 164

6.3 二极电磁铁设计 173

6.4 四极电磁铁设计 184

6.5 六极电磁铁设计 190

练习题与思考题 192

参考文献 193

附录 194

附录1 常用的矢量公式和积分定理 194

附录2 ？公式推导 195

附录3 磁化曲线 196

附录4 磁场计算输入数据格式 199